社區(qū)肥胖人群篩查和代謝綜合征大鼠肥胖特征及機制研究.pdf

1、背景和目的:肥胖已在全球范圍內(nèi)廣泛流行,肥胖尤其是腹型肥胖常與高血壓、糖尿病、高脂血癥等多個心血管疾病危險因子在同一個體中聚集,導(dǎo)致心腦血管疾病發(fā)生或加重,稱為"代謝綜合癥(MS)"或"死亡四聯(lián)癥",使得肥胖的研究已越來越引起重視,成為世界醫(yī)學(xué)的一個熱點問題.肥胖是環(huán)境因素和遺傳因素相互作用的結(jié)果,發(fā)病因素極為復(fù)雜,發(fā)生機制仍不完全清楚.目前已有的食物所誘導(dǎo)的肥胖動物模型,可能與人類所產(chǎn)生的肥胖最為接近,但仍存在表型較單一的問題,?？捎?/p>

2、體重增加和血脂改變,卻很少伴有高血壓.因此,制備能更好模擬人類肥胖發(fā)病狀態(tài),具有肥胖、高血壓和多種代謝紊亂的MS大鼠模型,對于研究肥胖特征及其發(fā)病機制至關(guān)重要.腎素血管緊張素系統(tǒng)(RAS),是一個重要的機體血壓及水電解質(zhì)平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng).近年研究發(fā)現(xiàn),除循環(huán)RAS外,局部組織如心臟、血管壁、腦、腎等也能合成AGT、腎素、ACE,能有效地生成AngⅡ,具有獨立的RAS系統(tǒng).而且這種AngⅡ起自分泌、旁分泌或近分泌作用,在器官結(jié)構(gòu)的病理改變以及

3、對組織生長、纖維化和炎性反應(yīng)等功能中起重要作用.AngⅡ與AT1R結(jié)合可激活細(xì)胞內(nèi)信號通路,其中包括Rho/ROCK和ERK/p38MAPK通路,介導(dǎo)RAS系統(tǒng)的大部分生物效應(yīng),如收縮血管、升高血壓,促進(jìn)醛固酮分泌,以及組織重構(gòu),細(xì)胞增生、肥大等.已有報道,脂肪細(xì)胞中存在RAS系統(tǒng)主要組分的mRNA表達(dá),提示脂肪組織中也有局部RAS系統(tǒng)的存在.目前認(rèn)為脂肪組織中RAS活性增高,可能在肥胖相關(guān)的高血壓發(fā)病機制中占重要地位,并對脂肪組織的生

4、長產(chǎn)生影響,但其作用途徑不明.那么要思考的問題是肥胖者脂肪組織中RAS系統(tǒng)各組分的表達(dá)是否不同,這與脂肪細(xì)胞的肥大增生是否相關(guān)?脂肪細(xì)胞增殖與肥大的細(xì)胞內(nèi)信號通路是否與其他組織一樣,存在Rho/ROCK和ERK/p38MAK途徑的激活,不同部位的脂肪組織是否存在差異?該課題從整體到組織再到分子水平,分三部分進(jìn)行研究:通過社區(qū)人群中肥胖的篩查,了解國人肥胖的特征;建立與人類肥胖特征更為接近的動物模型,觀察其脂肪組織生長特點;進(jìn)而探討脂肪組

5、織局部RAS系統(tǒng)的表達(dá)及RhoA/ ROCK和ERK/p38信號途徑在肥胖發(fā)生(脂肪組織生長)中的病理生理作用,為尋找肥胖及MS的防治新途徑提供實驗依據(jù).方法:(一)流行病學(xué)調(diào)查:采用現(xiàn)場調(diào)查的方法,篩查社區(qū)30歲以上人群共1449人,男730人,女719人.檢測指標(biāo):身高、體重、血壓、腰圍(WC)、臀圍、腰臀比、體重指數(shù)(BMI)和75g葡萄糖耐量實驗、體脂百分含量(FAT﹪)測定.肥胖和超重診斷:分別按WHO、亞太地區(qū)和中國成人BM

6、I分類標(biāo)準(zhǔn)分析.糖尿病及高血壓診斷:按1999年WHO標(biāo)準(zhǔn).(二)動物模型研究:1. 健康8周齡雄性Wistar大鼠30只,隨機分為正常對照組(NC)和MS組,每組15只,以49﹪高脂結(jié)合高鹽飲食復(fù)制MS大鼠模型.2. 測量血壓、空腹血糖(FBG)、空腹胰島素(FINS)、血脂(TG)和游離脂肪酸(FFA).3. 肥胖特征指標(biāo):體重、腹圍、Lee's指數(shù)、各部位白色脂肪組織(WAT)重量、內(nèi)臟脂肪(VAT)系數(shù)、測量脂肪細(xì)胞的面積、大脂

7、肪細(xì)胞的數(shù)量.4. 光鏡下觀察白色脂肪組織(WAT)、棕色脂肪組織(BAT)以及肝臟、骨骼肌組織病理切片.(三)分子生物學(xué)實驗:RT-PCR及Western blot檢測各部位脂肪組織AGT,Renin,ACE,ACE2,Ang II(包括AT1和AT2)以及RhoA,ROCK,ERK1/2和p38的表達(dá).主要研究結(jié)果:(一) 流行病學(xué)調(diào)查1.超重及肥胖患病率:30歲以上人群,超重及肥胖患病率分別為41.5﹪和10.4﹪,隨著年齡增大,

8、超重、肥胖患病率均逐漸增高.2.在三種體脂測量指標(biāo)之間,相關(guān)性較好的是BMI與WC,其次為體脂百分含量FAT﹪與WC,相關(guān)性相對較差的是BMI與FAT﹪,提示人群以腹型肥胖為主.3.30歲以上人群,糖尿病、糖耐量低減和空腹血糖受損以及高血壓患病率分別為6.9﹪、13.8﹪及23.9﹪.BMI越高,年齡越大糖尿病、高血壓患病的相對危險度越高.(二) 動物模型研究:1. MS組體重、Lee's指數(shù)和腹圍顯著高于對照組,表現(xiàn)出腹型肥胖體型.2

9、. MS組大鼠的WAT重量、VAT總量及其內(nèi)臟脂肪系數(shù)均顯著高于對照組,各部位WAT細(xì)胞的面積、大脂肪細(xì)胞數(shù)量均明顯高于對照組.3. MS組大鼠血壓、FINS、LDL和TG、FFA均明顯高于對照組.4.病理切片可見,MS組大鼠BAT結(jié)構(gòu)松散;棕色脂肪細(xì)胞內(nèi)脂滴增大、增多.肝組織,部分肝細(xì)胞脂肪變性,肝板結(jié)構(gòu)消失.(三) 分子生物學(xué)實驗:1. MS肥胖大鼠脂肪組織中AGT mRNA的表達(dá):皮下脂肪組織(Sub)中AGT mRNA的表達(dá)明

10、顯低于對照組,而BAT、VAT中AGT mRNA的表達(dá)均顯著高于對照組.2. MS肥胖大鼠脂肪組織中腎素mRNA的表達(dá):BAT中mRNA的表達(dá)明顯低于對照組而Sub中mRNA的表達(dá)顯著高于對照組,VAT中與對照組無顯著性差異.3. MS肥胖大鼠脂肪組織中ACE mRNA的表達(dá):在Sub中表達(dá)明顯低于對照組,而BAT和VAT中ACE mRNA的表達(dá)均顯著高于對照組.4. MS肥胖大鼠脂肪組織中AT1 mRNA和蛋白表達(dá):在BAT中AT1

11、mRNA和蛋白表達(dá)明顯低于對照組,VAT中AT1 mRNA和蛋白表達(dá)均顯著高于對照組,而Sub中AT1 mRNA的表達(dá)高于對照組,AT1蛋白的表達(dá)與對照組無顯著性差異.5. MS肥胖大鼠脂肪組織中ACE2及AT2 mRNA的表達(dá):在MS肥胖大鼠和對照組大鼠中,各部位脂肪組織均未發(fā)現(xiàn)ACE2及AT2 mRNA的表達(dá).6. MS肥胖大鼠脂肪組織中RhoA mRNA和蛋白的表達(dá):在BAT中RhoA mRNA和蛋白的表達(dá)明顯低于對照組,VAT中

12、RhoA mRNA和蛋白的表達(dá)均顯著高于對照組,而Sub中RhoA mRNA的表達(dá)高于對照組,RhoA蛋白的表達(dá)與對照組無顯著性差異.7. MS肥胖大鼠脂肪組織中ROCK mRNA和蛋白的表達(dá):在BAT中ROCK mRNA和蛋白的表達(dá)明顯低于對照組,VAT中ROCK mRNA和蛋白的表達(dá)均顯著高于對照組,而Sub中RhoA mRNA的表達(dá)高于對照組,ROCK蛋白的表達(dá)與對照組無顯著性差異.8. MS肥胖大鼠脂肪組織中ERK1/2蛋白的表

13、達(dá):在BAT中ERK1/2蛋白的表達(dá)與對照組無顯著性差異,Sub和VAT中ERK1/2蛋白的表達(dá)均顯著高于對照組大鼠9. MS肥胖大鼠脂肪組織中p38蛋白的表達(dá):在BAT、Sub和VAT中p38蛋白的表達(dá)均顯著高于對照組.結(jié)論:1.社區(qū)30歲以上成人有50﹪的男性和33.1﹪的女性超重,10.4﹪的人發(fā)生肥胖,其特點為以腹型肥胖為主,并有低齡化趨勢.肥胖易與其他心血管危險因素聚集,高血壓、糖尿病和IGT/IFG的患病率,隨著體重的增加而

14、增長,隨著年齡的增大而增高.2.代謝綜合癥大鼠模型的肥胖特點為腹型肥胖,脂肪組織生長以肥大型為主.棕色脂肪組織結(jié)構(gòu)松散,棕色脂肪細(xì)胞內(nèi)脂滴增大、增多.同時伴有脂質(zhì)異位沉著—脂肪肝.3.代謝綜合癥肥胖大鼠白色脂肪組織存在局部RAS激活,其脂肪組織尤其是內(nèi)臟脂肪的過度增生可能與AT1受體介導(dǎo)的RhoA/ROCK及ERK1/2和p38MAPK信號通路激活有關(guān).4.代謝綜合癥肥胖大鼠棕色脂肪組織存在局部RAS下調(diào),可能是其產(chǎn)熱功能障礙,加重肥胖